KR100332147B1 - 입자주입기 - Google Patents

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KR100332147B1
KR100332147B1 KR1019950704408A KR19950704408A KR100332147B1 KR 100332147 B1 KR100332147 B1 KR 100332147B1 KR 1019950704408 A KR1019950704408 A KR 1019950704408A KR 19950704408 A KR19950704408 A KR 19950704408A KR 100332147 B1 KR100332147 B1 KR 100332147B1
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브라이언 존 벨하우스
데이비드 프란시스 사피에
존 크리스토퍼 그린포드
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파우더젝트 리서치 리미티드
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Abstract

본 발명은 치료제를 함유하는 입자들을 주사하는 초음속 기체 유출을 발생하기 위한 기체 압력에 의해 파열되는 막을 가지는 무침 주사기에 관한 것이다.

Description

입자 주입기
종래 기술은 식물 세포의 유전자 변형을 위한 조밀한 담체 입자를 사용할 수 있는 가능성을 보여주고 있다. 이러한 바이오리스틱(biolistic)방법에 있어서, 예를들면 텅스텐 또는 금 등으로 제조된 조밀한 마이크로 투사물은 유전 물질로 피복되어 목적 세포에 발사된다. 국제 특허공개 제WO-A-92/04439호에 기재된 바와 같이, 마이크로 투사물은 긴 관(管)모양의 장치, 이 장치의 한쪽 끝에 연결된 가압 기체 저장기, 분출될 입자들을 지탱하거나 삽입하기 위한 장치 말단간의 기관, 및 저장기로부터 미리 결정된 압력의 기체를 사용할 때 파열될 때까지 관모양의 장치를 통과하는 유로를 폐쇄하는 막으로 이루어지는데, 그리하여 입자들은 관모양의 장치로부터 기체 유출에 의해 분출된다. 이전의 명세서에 기재된 바와 같이 입자들은 먼저 고정될 수 있는데, 예를들면 기체 방출이 개시될 때 파열되는 또는 기체 방출을 개시하기 위하여 파열되는 파열가능한 막과 같은 파열성 격막 상에 또는 그 상부에 정전기적으로 고정될 수 있다. 임의로, 입자들은 속이 빈 바늘(針)을 통해서 기체 기류에 주입될 수 있다.
놀랍게도, 피부에 경량의 의약을 함유하는 입자를 조절된 투여량으로 분사하는 무침 주사기(無針 注射器)를 이용한 비침습성 의약 전달 시스템을 제공하기 위하여 이전의 기술을 변형할 수 있다는 것이 알려져 있다.
본 발명에 있어서, 무침 주사기는 긴 관모양의 노즐, 이 노즐의 상부 말단에 이웃한 노즐을 통해서 유로를 초기에 폐쇄하는 파열막, 막에 인접하여 위치하는 치료제 입자, 특히 분말 형태의 치료제, 및 막을 파열하여 입자를 포함하는 초음파 기체를 노즐을 통해서 방출하기에 충분한 기체압을 막의 상부 쪽에 적용하는 압력기로 이루어진다.
상기 주사기는 당뇨병 치료를 위한 인슐린 등의 약제의 일상적인 주입에 사용될 수 있고, 대량의 예방접종 프로그램, 또는 진통제, 피임약 등의 서방출제의 주입에 사용될 수 있다. 상기 주사기는 또한 혈우병 또는 세포 흑색종과 같은 질병의 안정한 치료에 유전 요법을 제공하는 장기적 목적으로 살아있는 피부 세포에 유전 물질을 주입하는데 사용될 수 있다. 또한, 상기 주사기는 피부, 근육, 혈액, 림프, 및 소규모 수술로 기관의 표면에 유전 물질 전달에 사용될 수 있다.
이러한 신규한 주사기를 이용하는 전달 시스템은 현재 바늘의 재사용에 의해 다른 장치 중에서 전달되는, 전염성의, 자기 면역 질환의 확산에 기회를 감소시킨다. 액체 분출에 의한 약제 주입은 피부 손상과 출혈을 유발하고 혈액에 의한 질병의 확산을 억제하는데 있어서 바늘에 의해 더이상 향상이 없다. 그러므로, 본 발명의 이점은 바늘을 사용하지 않으므로 통증이 없고; 감염의 위험이 없으며, 자연적인 고체 형태로 약제를 투여할 수 있고; 주사기와 바늘에 의해 액체 형태의 약제를 사용하는 것보다 더 신속하고 안전하며; 폐기되는 바늘이 없다는 것이다.
예비 실험에서 이론적 모델을 확인하였고, 새로운 기술의 효능, 특히 분말 형태 약제의 경피성 주입이 구축되었다. 이론적 모델에 따르면 피부는 내성 매체로써 물과 매우 유사하게 작용하는 것으로 보인다. 그러므로, 저가의 레이놀즈(Reynolds) 수에서 저항은 스톡스(Stokes)의 법칙을 따르나, 고가의 레이놀즈 수에서는 저항계수가 일정하다. 물처럼, 균일한 매체 내에서 평활구 상의 상기한 형태의 저항작용의 증거는 B S Massey(Van Nostrand)의 "Mechanics of Fluids"에 주어져 있다. 이 계산은, 파열막의 파열에서 비교적 용이하게 얻어질 수 있는, 예를들면 마하(Mach) 1 내지 8, 바람직하게는 마하 1 내지 3의 기체 속도를 이용하여 피부 세포가 손상될 정도로 너무 크지 않은 분말 형태의 약제 입자를 사용하는, 예를들면 피부의 100 내지 500㎛ 이하까지 적절히 침투할 수 있음을 보여준다. 침투는 입자 크기에 의존하는데, 다시 말하면 입자들이 대충 구형이라고 가정할 때 명목상의 입자 직경, 입자 밀도, 피부와 충돌시의 초기 속도, 및 피부의 밀도와 운동학적인 점도등에 따라 달라진다. 최적의 치료를 위해 입자들이 전달되는 조직, 예를들면 표피 또는 근육에 따라 상이한 침투거리가 요구되고, 따라서 침투를 결정하는 매개변수들이 선택될 것이다.
본 발명의 특징은 침투의 깊이를 긴밀하게 조절하여 목적하는 위치에 특정하게 투여할 수 있다는 것이다. 그러므로, 예를들면 피부 내에서 활성인 약제는 1㎜ 미만, 피하에서 활성인 약제에 대하여는 1 내지 2㎜, 근육 내에서 활성인 약제에 대하여는 10㎜ 이상에서 선택하여 침투시킬 수 있다. 따라서, 약제 자체를 선택할 수 있다. 사용가능한 약제로는 예방접종을 위한 바이러스 또는 단백질, 이부프로펜과 같은 진통제, 인간 성장 호르몬 등의 호르몬, 인슐린, 칼시토닌 등의 약제 등이 있다. 약제들은 담체, 희석제 또는 기타 밀도-강화제 없이 투여될 수 있다. 어떤환경에서, 예를들면 활성이 큰 약제를 함유하는 임의 크기의 입자를 제공하기 위하여 어떤 담체가 존재할 수 있으나, 일반적으로 그 양은 종래의 제약 조성물보다 훨씬 적은, 예를들면 75% 미만, 대개는 입자 부피의 50% 미만일 것이다. 일반적으로 인슐린과 칼시토닌은 피하로 전달될수 있다. HGH (인간 성장 호르몬)는 피하 또는 빈도를 줄여서 근육 내로 투여될 수 있다. 면역원 A형 간염, 수막염 및 BCG는 근육 내, 피하 또는 피부 내로 투여될 수 있다.
그러므로, 일예로 10㎛의 명목 직경을 가지는 인슐린 입자는 750m/초의 초기 속도로 피부에 주사된다. 인슐린 입자가 피부에 근접한 밀도, 즉 약 1의 밀도를 가지고 피부의 운동학적 점도가 10-6㎡/초로 물의 운동학적 점도에 필적한다고 가정하면, 입자들이 피부 내에 남게 되기전의 침투 깊이는 약 200㎛이다. 더 깊은 침투를 얻기 위해서 입자 크기를 20㎛까지 증가시킬 수 있으며, 침투 깊이가 약 480㎛까지 증가하는 경우에 초기 속도는 1,500m/초까지 상승될 수 있다.
상기한 신규한 기술을 이용하는 2번째 예로, 경피성 주사가 아닌 세포의 유전적 형질전환에 있어서, 예를들면 조직 내로의 침투에 비교할수 있는, DNA로 피복된 텅스텐 담체 입자의 옥수수 세포 내로의 주입은 이들의 밀도가 증가되도록 입자 크기를 감소시키는 것이 필요하다. 따라서, 명목 직경이 1㎛이고, 밀도가 20정도인 상기한 바와 같이 피복된 입자가 500m/초의 속도로 옥수수 세포에 주입되면, 침투는 약 200㎛이다.
일반적으로, 이 신규한 주입 기술은 분말 형태 약제의 경피성 주입을 위한0.1 내지 250㎛, 바람직하게는 1 내지 50㎛, 더욱 바람직하게는 10 내지 20㎛의 크기를 가지는 입자로 실시할 수 있다. 이 입자들은 대개 0.1 내지 25 g/㎤의 밀도를 가지는데, 경피성 약제의 주입에 있어서는 바람직하게는 0.5 내지 2.0 g/㎤, 더욱 바람직하게는 실질적으로 1.0g/㎤의 밀도를 가진다. 주입 속도는 200 내지 2,500(또는 3,000 이상까지) m/초일수 있고, 분말 형태 약제의 경피성 주입에 있어서는 바람직하게는 100 내지 1,500, 더욱 바람직하게는 750 내지 1,000m/초이다.
분말 형태의 치료제는 일반적으로 분쇄하여 체를 쳐서 정확한 직경으로 제조될 수 있다. 임의로, 입자들은 직경 100㎛ 정도의 작은 구형 외피일수 있는데, 여기에 고체 또는 액체 약제가 캡슐화된다. 캡슐화 외피가 조절된 투과성을 가진다면, 이것은 약제의 주입 후에 약제의 서방출 속도를 제공하는 추가 장치가 될 수 있다. 특히 치료제가 잠재성이거나 밀도가 낮은 경우 입자에 적절한 투과에 필요한 크기와 중량을 제공하기 위해 실질적으로 불활성인 담체를 포함시킬 수 있다. 이 담체는 약제와 혼합될 수 있고, 캡슐화 외피를 제공할 수 있다. 팔요한 투여량은 약제의 양과 농도, 및 일회 복용에서의 입자 수에 의존한다.
신규한 기술에 있어서 허용가능한 작동 매개변수를 결정하는 색다른 접근은 입자 크기, 중량, 및 입자 정면에 의해 분할되는 입자 모멘트인, 2 내지 10 kg/초/m, 바람직하게는 4 내지 7 kg/초/m의 모멘트 밀도를 제공하는 초기 속도를 선택하는 것이다. 조절된, 조직-선택적 투여를 얻기 위해 모멘트 밀도의 조절은 바람직하다. 입자 크기가 10㎛인 분말 형태의 인슐린을 750 m/초의 속도로 분사하는 상기한 제 1 예에서 모멘트 밀도는 5 kg/초/m이다. 옥수수 세포로 DNA를 피복시킨텅스텐 담체 입자를 주입하는 제 2 예에서 명목 직경이 1㎛이고 속도가 500 m/초인 입자들의 모멘트 밀도는 6.7 kg/초/m이다.
본 발명은, 노즐, 분말 형태의 치료제, 활성 상태에서 적어도 200, 바람직하게는 200 내지 2,500 m/초의 속도로 노즐을 통해서 입자를 주입하는 압력기로 이루어진 치료 용도를 위한 무침 주사기에 관한 것으로, 상기에서 입자들은 대개 0.1 내지 250㎛의 크기와 0.1 내지 25g/㎤의 밀도를 가지며, 약제들은 치료학적 용도가 있는, 최소 부피%(즉, 50% 미만)의 불활성 담체 또는 희석제를 포함하거나 바람직하게는 포함하지 않는 약제로 이루어진다.
또한, 본 발명은 경피 투여 부위에 적어도 200, 바람직하게는 200 내지 2,500 m/초의 속도로 입자를 투여하는 것으로 이루어진, 분말 형태의 치료제 입자의 경피 주입을 포함하는 치료학적 처치방법에 관한 것으로, 상기에서 입자들은 대개 0.1 내지 250㎛의 크기와 0.1 내지 25g/㎤의 밀도를 가지며, 약제들은 치료학적 용도가 있는, 최소 부피%(즉, 50% 미만)의 불활성 담체 또는 희석제를 포함하거나 바람직하게는 포함하지 않는 약제로 이루어진다.
주사기의 구성과 관련하여, 압력기는 막의 챔버 상부를 이루고, 편리하게 주사기의 핸들 내에 위치하며 챔버 내에서 기체 압력의 조절된 증강을 위한 장치로, 이 경우에 챔버 내의 압력을 증강하기 위한 장치는 예를들면 고속 커플링과 유출 밸브를 통해서 챔버에 연결된 압착 기체원을 포함할 수 있다. 임의로, 주사기는 일체 완비된 휴대용이며, 재충전할 수 있는 압축 기체 자체 저장기를 포함한다.
실제 시스템을 위한 전형적인 작동값은 마하 1 내지 8, 바람직하게는 마하 1내지 3의 속도로 초음속 충격파를 발생하는, 부피가 1 내지 5㎖인 압력 챔버내에서의 20 내지 75 기압의 격막의 파열압이다.
노즐에서 방출되는 기체/입자 속도와 그로 인한 침투 깊이는 막의 파열압에 의존하지만, 놀라웁게도 이러한 일시적인 현상에 있어서 속도가 결정적으로 노즐 형태에 의존한다는 것이 실험에서 입증되었다. 이것은 침투 깊이가 막 두께보다 노즐을 변화하여 조절될 수 있을때 유용하다. 노즐은 바람직하게 원통 형태로 슬로트(throat)를 통해서 안내하게 되는 선단의 테이퍼형 상류측 부위 또는 바람직하게는 말단의 확대형 하류측 부위를 갖는다. 상류측 부위는 광폭부(廣幅部)에 약제가 집적하는 밀봉 유니트를 제공하고, 동시에 초음속 충격파는 스로트에서 만들어진다. 말단의 확대형 하류측 부위는 의사(擬似) 안정 상태로 팽창하는 가스의 속도, 즉, 초음속에 상당한 영향을 미친다. 상기 의사 안정 상태에서 속도가 더욱 더 증가하면, 과도적인 것으로 생각되는 현상에 대하여는 경이로운 증가 입자의 침투 깊이가 생긴다. 말단 확대형 부위는 또한 막이 노즐로부터 평활 배출물로 파열될 때 일시적 유출 패턴을 변형하여 입자들의 그 목표로의 이동을 균일하게 하는 것으로 보인다. 또한, 노즐의 분기는 목표 상에 입자들의 균일한 분포를 유도한다.
막에 대하여 헬륨 상류를 이용하고 막 파열압만을 변화시키는 일련의 실험에서, 균일한 목표 내로의 침투를 측정하였다. 42,61 및 100 기압의 파열압은 각각 38, 50 및 70 단위의 침투 깊이를 나타내었다. 한편, 노즐 말단 확대형 부위의 내부 형태 만을 변화시킨 유사한 실험에서도 상이한 침투를 얻었다. 그러므로, 이론적인 정상상태 조건 하에서 마하 1, 2, 3을 얻기 위해 선택된, 동일한 길이와 배출직경 및 상이한 내부 구조를 가지는 3개의 노즐은 각각 목적하는 침투 깊이 15, 21,34 단위를 나타내었다.
주입에 사용되는 기체의 종류로는 명백하지 않은, 중요한 비교적 값싼 기체들로, 헬륨, 질소 및 이산화탄소가 적절하다. 그러나, 막을 파열하기 위해 막의 상부쪽에 적용되는 기체는 환자의 피브 또는 다른 목표에 노즐을 통해서 입자를 운반하는 기체 방출을 유발하므로 멸균되어야 한다. 헬륨은 불활성의 멸균된 형태로 구입할 수 있기 때문에 상기한 용도에 유용하다.
막을 파열하는데 헬륨을 사용하는 또 다른 이점이 있는 것으로 알려져 있다. 대부분의 입자들이 막에 의해 먼저 분리되는 상부와 하부 기체 간의 접촉면 상에서 이동하여 접촉면이 밀접하게 충격파를 따르는 것으로 생각된다. 막의 상부쪽에 적용되는 기체가 가벼울수록, 파열시에 막을 통과하는 주어진 압력 차이와 주어진 노즐 형태에 대한 노즐을 통과하는 충격파(및 접촉면) 속도는 더 커지는 것으로 추측된다. 가벼운 기체를 사용하면 필요한 충격파 속도가 더 낮은 압력차로 얻어질 수 있고, 그 압력차에서 막이 파열된다. 그러므로, 일반적으로 막을 파열하기 위해 막의 상부쪽에 사용되는 기체는 공기 보다 가볍다.
이러한 판단은 노즐을 통과하는 충격파의 속도가 커질수록 노즐내의 기체가 점점 가벼워진다는 다른 이해를 유도하게 된다. 이것은 적어도 부분적인 진공을 사용하는 것을 시사하지만, 실제로 적용하여 유지되기는 어렵다. 그러므로, 노즐 내에서 요구되는 충격파(및 접촉면)를 얻기 위한 막의 필요한 파열압을 더욱 최소화하기 위하여는 막의 노즐 하부 내부는 실질적인 대기압에서 공기보다 가벼운 헬륨등의 가스를 함유하는 것이 바람직한데, 가벼운 기체는 노즐의 하부 말단에 제거가능한 플러그 또는 마개, 박리가능한 호일 등과 같은 용이하게 제거될 수 있는 봉인으로 억제된다. 사용시 봉인은 주사기의 작동 직전에 제거되므로 가벼운 기체는 주사기가 분사되기 전에 노즐 외부로 확산될 시간이 거의 없다.
또한, 노즐 하부 말단의 봉인은, 예를들면 멸균 패키지를 푼 후와 주사기를 분사하기 전에, 환자의 피부 또는 기타 목표에 약제 입자를 운반하는 기체에 의해 불가피하게 함유될 수 있는 외부 물질의 노즐로의 유입 기회를 최소화하도록 멸균상태를 유지하는 다른 이점을 가진다.
입자원은 약제의 정확한 복용량을 함유하여야 하고 멸균 조립품으로써 취급될 수 있어야 한다. 게다가, 절대적 무균성이 얻어지면, 결국 적어도 관 모양의 노즐 조립품, 입자원과 파열막의 잔류물 및, 아마 가압 챔버도 봉인된 멸균 패키지로부터의 새로운 조립품에 의한 대체를 위해 폐기될 것으로 여겨진다. 압력기, 가압 챔버, 노즐, 막 및 입자들을 포함하는 완전한 장치는 1회용으로 사용될 수 있고 장치의 모든 잔류물은 사용후 폐기될 수 있다. 이러한 폐기가능한 조립품은 특히 플라스틱 재료로 당연히 가능한 값싸게 제조될 수 있다. 임의로, 주사기는 간단하게 2부위로 나눌수 있는데; 적어도 멸균 노즐, 막, 입자로 이루어지는 폐기할 수 있는 하부와 적어도 압력기의 일부를 포함하는 상부로 이루어진다. 그러나, 이러한 특별한 구조에서, 가압된 기체원과 가압 챔버와의 그 커플링은 폐기될 수 없는, 비교적 값비싼 금속부를 이룬다. 이 부분의 노출된 말단과 내부면은 가압 챔버의 내부와 연결되어 약제 주입시에 관 모양의 노즐 내부와 연결되기 때문에 박테리아와 폐기되지 않은 부분상에 있는 기타 오염물질에 의한 오염의 위험이 있다.
그러므로, 챔버의 상부 말단은 기체는 통과시키나 박테리아는 통과시키지 않는 반투과성 막과 같은 멸균 배리어로 폐쇄하는 것이 바람직하다. 임의로, 챔버는 실린더 모양일 수 있고, 멸균 배리어는 피스톤으로, 챔버 내에서 기체를 압축하기 위하여 실린더 모양의 챔버내에서 피스톤을 전진시키는 장치가 있다. 피스톤을 전진시키는 장치는 피스톤 상부 말단에 적용되는 압축 기체원일 수 있다. 주사기는 일체 완비된 휴대용이며, 압축 기체의 저장기와, 기체 압력에 피스톤을 노출시키기 위하여 수동적으로 개방할 수 있는 밸브를 가진다. 임의로, 피스톤을 전진시키기 위한 장치는 피스톤을 전진시키기 위하여 압박되었다가 수동으로 풀리도록 배열된 스프링을 포함한다.
피스톤은, 챔버 내의 압력이 막을 파열하고 입자들을 주입하기에 충분할 때까지, 그러나 서서히 실린더 모양의 챔버 내에서 함께 피스톤을 움직여서 증가될수 있는 미리 결정된 압력에서 미리 결정된 부피의 기체를 보장하도록 준비된다. 그러므로, 관 모양의 장치를 통과하는 기체의 양은 미리 정확하게 결정되며 부적당한 소음은 거의 발생하지 않는다. 막을 파열하는데 충분한, 20 내지 40 바까지 기체압을 증가시키는데 필요한 실린더의 배기량은 실린더 챔버 내의 헬륨 또는 기타 기체가 피스톤의 전진 전에 2바의 과대기압까지 가압된다면 최소화될수 있다. 또한, 피스톤의 선(光) 말단과 막 간의 불필요한 공간을 감소하기 위하여 이 공간이 파열 직전에 피스톤으로부터 멀리서 팽창하면 막의 중심이 더 가까이 접근할수 있도록 피스톤의 코가 볼록한 것이 바람직하다.
주사기가 약제 주입을 위해 임상적으로 사용될 경우, 관 모양의 노즐 조립품, 막, 입자, 실린더형 챔버, 압력기 및 피스톤은 봉인된 멸균 패키지로 제공되어 사용후 폐기할수 있다. 폐기용과 비폐기용으로 이루어진 임의의 장치에 있어서, 피스톤을 움직이는 장치로부터의 오염은, 그것이 스프링이거나, 수동 플런져 또는 피스톤 뒤의 가압액의 공급원이든지 간에 피스톤이 약제 주입 전반에서 피스톤의 폐기가능부 하부의 내부로부터 피스톤의 폐기할 수 없는 상부를 단리하는 배리어를 유지하기 때문에 피할수 있다.
폐기할수 있는 조립품은 당연히, 가능한 값싼, 특히 플라스틱 물질로 제조할수 있다. 주입시에는 실리더 모양의 챔버에 고압이 조성되어 피스톤을 지나는 기체의 역누출 위험과 함께 챔버의 벽이 바깥쪽으로 비대해지는 경향이 있기 때문에, 실린더 챔버의 벽은 단단한 산업용 수지로 제조된다. 임의로 또한 더 경제적으로, 실린더 챔버는 사용시에 정밀하게 접합된 단단한 틀 내에 넣을 수 있다. 이 틀은 폐기할 필요가 없다.
또한, 신규한 주사기는 실험실에서 유전적 형질전환을 위해 살아있는 세포에 유전 물질을 주입하는데 사용된다. 이 경우에 있어서는, 실험실 내의 조건이 비교적 멸균상태라고 가정하면, 폐기가능한 부분이 멸균 조건에서 미리 조합될 필요가 없고, 예를들면 파열 막의 교체를 위해 분리할수 있는, 별도의(폐기할수도 있는) 관 모양 노즐과 실린더 모양 챔버, 및 유전 물질을 막에 투여한후 실린더 챔버에 삽입될 별도의 피스톤 성분을 포함하는 성분들로부터 이 주사기가 실험실에서 조합되기에 충분하다.
국제 공개특허 제WO-A-92/04439호에 기재된 막 파열전에 입자들의 위치를 정하는 다양한 장치들은 입자들이 매우 치밀한 금속으로 제조되었거나, 또는 얼마나 많은 입자들이 목표에 도달하는지에 대하여는 정밀하지 않은 식물 세포의 유전적 형질전환에 적당하다. 그러나, 이 장치는 약제를 함유하는 입자들은 너무 가벼워서 추진 전에 고정되기 어렵기 때문에 분말 형태의 약제에는 적당하지 않고, 규정된 투여량으로 주입할수 있어야 하고, 주입 전에 멸균상태를 유지하여야 한다. 이러한 목적으로, 분말 형태의 치료제 입자들은 노즐 내부를 교차하여 뻗어 있는 2개의 파열가능한 격막 사이에 위치하는 것이 바람직하다.
2개의 격막중 하나, 또는 2개 모두가 주파열막을 형성할수 있고, 그 파열이 기체 방출을 개시하게 된다. 임의로, 이 유니트는 노즐을 따라 편리한 위치에서 주파열막의 상부 또는 하부에 위치할수 있다.
막과 격막 또는 격막들은 폐기가능한 주사기 또는 주사기의 폐기가능한 부분 내의 영구적인 설비를 이루거나, 또는 노즐의 연결부 사이, 예를들면 나사로 함께 조절된 섹션들 간의 그 가장자리에 고정될수 있다.
격막들의 가장자리는 이들의 가장자리 주위를 직접 함께 밀봉하여 입자들을 함유하는 주머니 또는 캡슐을 이루거나, 또는 간접적으로, 예를들면 사이에 있는 고리들의 반대 측면에 접합하여 밀봉하는 것이 바람직하다. 어느 경우에서든 밀봉된 유니트의 가장자리는 노즐의 분리가능한 부위 사이에 매어진다.
작은 주머니, 캡슐 또는 기타 밀봉된 유니트는 함께 주입될 상이한 분말형태의 치료제를 함유하는 다중의 단리된 성분들을 제공하기 위하여 3개 이상의 격막을포함할 수 있다. 이것은 건조시에 조차도 불리하게 다른 방법으로 반응할 수 있는 혼합 약제의 주입에 유용하다. 상기 유니트는 멸균 조립품으로 취급될 수 있고 약제의 정확한 투여량을 함유한다. 막이 파열될 때 이것이 파열되도록 배열함으로써, 약제를 정확한 투여량으로 필요할 때 얻을 수 있게 된다. 건조한 분말 형태의 약제를 주사하는 신규한 기술의 특징은 젖은 상태로 혼합되었을 때 불안정한 약제의 안정한 혼합물을 주입하는데 사용할 수 있다는 것이다. 본 발명은 본 발명에 따른 주사기에 사용하기 위한 분말 형태 약제의 상기한 안정한 혼합물을 포함한다. 밀봉된 유니트는 약제의 미리 결정된 투여량을 포함하고, 이 투여량 전부를 실질적으로 환자의 피부에 주입하는 것이 중요하다. 그러므로, 실질적으로 파열 후에 이들의 가장자리에 이웃한 격막 사이에 입자들이 전혀 남아있지 않는 것이 중요하다. 이러한 이유로, 격막 가장자리에 대하여 방사상으로 안쪽으로 입자의 대부분을 위치시키기에 충분한 간격을 제공하기 위해서 격막중 1 이상이 다른 것으로부터 떨어져서 움푹 들어가는 것이 바람직하다.
본 발명은 또한 신규한 주사기의, 또는 신규한 주사기용 밀봉 유니트로 이루어진, 치료용 제품에 관한 것으로, 이유니트는 격막 가장자리 주위에서 서로 직접 또는 간접적으로 밀봉되어 있고, 경피 주입용 분말 형태 치료제의 입자를 함유하는 2개의 격막으로 이루어진다.
노즐이 환자의 피부에 가까울수록, 입자의 투과 깊이가 커질 것으로 기대된다. 이것은 공간이 수십 ㎜의 거리로 감소되었을때는 사실이지만, 실험에 따르면 최대 침투를 위한 최적 공간이 있고, 아마도 접촉면에 간섭하는 반사된 충격파 때문에 이것은 노즐의 피부로의 접근에 의해 급격히 감소한다.
따라서, 사람 피부에서 노즐의 실재 공간을 35㎜ 이하, 바람직하게는 5 내지 15㎜까지 주기 위해서 노즐의 배출구 말단, 하부에서 스페이서를 제공하는 것이 바람직하다. 노즐과 환자 피부 간에 이러한 공간을 제공하는 것은 노즐에서 나오는 분출이 방사상으로 바깥쪽으로 팽찰될 수 있어서, 결국 입자들이 노즐의 횡단면 보다 더 큰 영역의 환자 피부상에 충돌할수 있게 하므로 바람직하다. 예를들면, 노즐이 그 하부 말단에서 약 2.5㎜ 직경의 배출구를 가진다면, 분출의 바람직한 말단 확대형은 직경 20 내지 30㎜ 정도의 환자 피부 영역 상에 실질적으로 균일하게 충돌하게 할 것이다. 결론적으로, 스페이서가 노즐 배출구에서 나오는 기체가 내재된 약제를 함유하는 입자들의 분출이 사용시 측판의 하부 말단과의 위치에서 배출구 영역이 5배 이상, 바람직하게는 10배 이상 횡단면까지 확장하는 것을 방해하지 않도록 충분히 크게 형성된 관 모양의 측판이라면, 그것이 사용시의 측판이 환자 피부에 대하여 압박하는 곳인 것이 바람직하다.
스페이서는 소음장치 또는 탈지면과 같은 음을 약하게 하는 매체와 결합될수 있다. 구멍을 낸 스페이서는 적절한 소음 효과를 제공할 수 있다. 관 모양의 측판이 있는 스페이서는 구멍이 없는 것이 바람직하고, 소음장치는 노즐을 둘러싼 통 내에서 고리모양의 공간에 위치하여 스페이서 측판을 통하여 환자 피부로부터 재반사되는 충격파를 흡수한다. 소음장치는 복잡한 구조를 가질수 있고, 예를들면 노즐의 표면에서 방사상으로 바깥쪽으로, 통에서 방사상으로 안쪽으로 확장하는 맞물린 고리모양 플랜지 간의 비틀린 경로를 제공할 수 있는데, 이 경로는 통의 벽을 통해서 대기까지 1이상의 배출구와 연결된다. 이것은 격막이 파열될때 발생하는 다른 굉장한 소음을 감소하는데 매우 효과적인 것으로 알려졌고, 충격파는 노즐에서 방출되어 환자의 피부와 접촉되도록 입자들을 운반한다.
다음 실시예는 본 발명의 무침 주사기의 이용성을 예시한 것이다.
실시예
건강한, 수컷, 알비노 래트(위스타종, 평균 중량 250g) 8마리를 Sagatal(소등 펜타틀 바비톤, 60 mg/㎖) 0.25 ㎖를 주사하여 마취시켰다. 각 래트 복막부의 모피를 시판되는 탈모용 크림(Immac)으로 제거하였다. 1에서 4의 래트에게 첨부된 제 1도에 예시한 바와 같은 무침 주사기를 이용하여 소 인슐린(분말 형태, Sigma) 0.1 mg을 주사하였다. 동일한 조건하에 5와 6의 래트에게 소의 인슐린(분말 형태) 1 mg을 주사하였다. 인슐린 입자의 평균 크기는 c. 10㎛이고, 주입 속도는 750 m/s였다. 비교를 위하여, 7과 8의 동물에게 0.9% 염화나트륭 수용액에 용해된 인슐린 0.1 mg을 종래의 바늘이 있는 주사기를 이용하여 주사하였다.
주사하기 전(대조용)과 주사한지 4시간 후에 각각의 실험동물들의 혈액 샘플을 채취하였다. 각각의 경우에서, 래트의 꼬리로부터 3방울의 혈액(약 50 ㎕)을 취하여 응고되지 않도록 헤파린 2 ㎕와 혼합하였다. 상기 혼합물을 6% 과염소산 100 ㎕와 혼합하여 글루코스 대사를 중지시켰다. 이 혼합물을 회전시켜서 얻어진 상징액에 대하여 혈당을 분석하였다.
1에서 6까지의 동물의 혈당 농도(BGL)를 다음 표에 기재하였다.
7과 8의 동물은 1시간 후와 2시간 후 각각 2.2-3.3mM 및 2.0-2.4mM의 BGL값을 나타냈다. 이 결과로부터, 인슐린이 무침주사에 의해 상당한 치료효과를 나타내기에 충분한 양으로 주입되었다는 것과, 이러한 치료효과는 종래의 바늘을 사용하는 주사기 주사에 의한 효과에 필적할만한 것임이 분명하여졌다. 4시간 후의 결과와 다른 결과의 비교에서는 작동 압력의 감소(60 바아에서 40 바아로)와 인슐린 "페이로드"의 감소(1.0 mg에서 0.1 mg까지)가 BGL 내에서 심각한 차이를 발생하지 않는 것으로 나타났다. 이것은 3가지 이유에서 매우 중요하다:
i ) 감소된 작동압력은 대량 제조되는 임상 장치의 최종 설계를 위한 구조적 요구를 감소하고;
ii) 감소된 작동압력은 목적하는 피부에서 일어날수 있는 부작용을 제거할수 있으며;
iii) 감소된 약제 페이로드는 상기한 주입방법이 매우 효과적임을 입증하는것이고, 이 주입기술과 결합된 생체내 이용율이 충분한 것임을 보증한다.
본 발명에 따라 제조된 주사기의 예를 도면에 예시하였다:
제 1도는 제 1 예의 축단면도이고;
제 2도는 제 1 예의 입면도이며;
제 3도는 제 1도의 조립도이며:
제 4도, 제 5도 및 제 6도는 각각 제 2 예, 제 3 예 및 제 4 예의 제 1도와 유사한 단면들이고,
제 7도는 제 6도의 라인 VII-VII에 의한 단면을 나타낸 것이고;
제 8도는 예시된 주사기에서 사용된 캡슐을 지나는 축단면도이다.
제 1도 내지 제 3도에 예시된 제 1 주사기는 길이가 약 18cm이고, 엄지손가락이 첨부에 놓이면서 손의 중심에 잡히게 배열되어 있다. 이것은 저장기(11)를 포함하는 상부 실린더 통부(10)로 이루어진다. 통부(10)의 첨부는 마감 플러그(12)로 폐쇄되어 있고, 의존 스커트(13)를 가진다. 통부(10)의 하부 말단은 외부에 나사 의존 스커트(15)가 형성된 말단 일체벽(14)에 의해 폐쇄된다. 플런져(16)는 상부와 하부 실린더 확장부(17, 18)을 가지며, 이 확장부는 각각 스커트(13, 15)로 들어간다. 슬라이더의 상향 운동은 확장부(17)의 상부 말단과 마감 플러그(12) 내의 쇼울더(19)와의 접합으로 제한된다. 플런져는 플런져(16)의 상부 말단에 고정된 버튼(21) 상의 하향 압력에 의해 제 1도에 나타낸 갭(20)에 상당하는 스트로크에 의해 이 위치에서 아래로 움직일수 있다. 이 스트로크 전체에서 확장부(17)는 O형 고리(22)에 의해 스커트(13)에 접합된다. 플런져의 상승된 위치에서 확장부(18)는O형 고리(23)에 의해 스커트(15)에 접합되어 저장기(11)를 밀봉하나, 플런져가 하향되면 밀봉부가 스커트(15)의 하부 말단으로 빠져 나가서 확장부(18)와 스커트(15) 간의 틈새에 저장기(11)로부터의 배출구를 제공한다.
상부 통부(10)의 바닥은 압력 챔버(25)를 포함하는 하부 실린더 통부(24)에 연결된다. 노즐(26)은 통부(24)의 하부 말단 내에 연결된다. 주입될 입자를 함유하는 캡슐(28)은 통부(24)와 함께 형성된, 노즐(26)의 선단과 고리형 리브(27)의 하면(下面) 사이에 고정되어 접착된다. 캡슐은 노즐과 캡슐 각각 내에서 오목하게 된, O형 고리(29, 30)에 의해 노즐(26)과 리브(27)에 접합된다.
제 8도에 나타낸 바와 같이, 캡슐은 환형의 고리(31)를 포함하고, 격실(32)을 에워싼 프러스토코니칼(frustoconical) 내부 원주를 가지면서 주입될 입자를 함유한다. 격실의 첨부는 비교적 약한 마일라(Mylar) 격막(33)으로 폐쇄되어 있고, 하부는 더 강한 마일라 격막(34)으로 폐쇄된다. 이 격막들은 노즐(26)과 리브(27) 사이의 압력에 의해 고리(31)의 상부 및 하부 벽에 접합될수 있으나, 바람직하기로는 열처리하거나 고리면에 결합되고, 이렇게 하여 캡슐은 일체 완비된 접합체를 형성한다. 사용시 격막이 파열할 때 모든 입자들이 격실로부터 옮겨지는 것을 돕기 위해서, 격막(34)은 파선으로 표시된 바와 같이 아래쪽으로 움푹 들어가게 할수 있다. 이 고리는 별도의 격실 2개를 제공하기 위해서 부분들 사이의 제3의 약한 격막으로 2개의 부분으로 나누어질수 있다.
노즐(26)을 통과하는 유로는 말단 확대형 부위(37)에 슬로트(36)를 통하여 안내하는 상부 선단 테이퍼형 부위(35)(흐름의 하류 방향)를 가진다. 이 선단 테이퍼 부위는 프러스토코니칼 형태의 고리(31) 내부의 연속이다. 노즐은 분기 스페이서 측판(38)과, 세로의 직경면에 의해 분할된 2개의 절반으로 제조된 실린더 소음장치부(39)를 제공하는 관(管)부로 둘러싸져 있다. 상기한 2개의 절반은 이들이 환형 리브와 홈(41)의 내부 결합에 의해 그 자리가 유지되는 노즐의 실린더 표면(40)상에 수납된다. 이 2개의 절반은 함께 결합된다. 실린더부(39)의 내부 표면은 축방향으로 위치한, 방사상으로 내부로 돌출한 수 많은 플랜지(40)로 형성된다. 노즐의 외부면에는 일련의 방사상으로 외부로 뻗어 있는 플랜지(41)가 상보적으로 제공되는데, 각각은 플랜지(40)의 각각의 이웃한 쌍 사이의 등거리에 위치한다. 플랜지(41)의 외부 직경은 플랜지(40)의 내부 직경보다 아주 약간 더 크다. 배기구(42)의 고리는 실린더부(39) 상부 말단에 이웃하여 실린더부(39) 내에 형성된다.
통부(10)는 재사용될 수 있고, 금속 또는 플라스틱 재료로 제조할 수 있다. 통부(10)의 하부에 결합된 부분은 주로 플라스틱 재료로 제조하여 1회 사용후 폐기하여도 좋다. 임의의 구현예에 있어서, 장치 전체를 플라스틱 재료로 제조하고, 멸균 포장으로 제조하여 1회 사용후 폐기한다.
사용시 통부(10)의 저장기(11)는 스커트(15) 상에 공급 도관을 연결하고 플런져(16)를 가압함으로써 압력하에서 헬륨 등의 기체로 충전되므로 저장기는 확장부(18) 주위 위쪽으로의 유출에 의해 충전된다. 버튼(21)이 풀리면, 플런져(16)가 수축되어 확장부(18)의 하면에 작용하는 공급 압력에 의해 저장기(11)를 밀봉한다.
일반적으로, 주사기의 다른 부분은 같은 자리의 캡슐(28)과, 실제 대기압에서 헬륨 등의 가벼운 기체로 충전된, 노즐의 하부면에 접착에 의해 분리될수 있게 고착된 손잡이 끈(44)을 가지는 호일(113)로 봉쇄된 노즐(26)을 통과하는 경로와 함께 밀봉된 멸균 패킷으로 공급될수 있다. 이 부분은 통부(10)에 결합된다.
주입을 실시하기 위해서는, 스페이서 측판(38)의 더 넓은 말단이 환자의 피부를 압박하고, 손잡이 끈(44)을 당겨서 호일(43)을 먼저 제거한후, 버튼(21)을 누른다. 저장기(11)에서 챔버(25) 내로 방출되는 기체는 결국 격막(33, 34)을 파열하는데 충분한 압력을 챔버 내에서 생성하여 내재된 기체를 입자와 함께 환자의 피부에 노즐을 통해 이동시킨다. 환자의 피부에서 반사된 충격파는 노즐(26)과 에워싸고 있는 실린더부(36) 사이의 복잡한 유로를 지나고 플랜지(40, 41) 사이의 비틀린 경로를 지나서, 결국 소음장치로 작용하여 가스 방출 소음을 약하게 하는 개구부(42)를 통하여 밖으로 배출된다.
현재 사용중인 모델은 저장기를 재충전하기 전에는 1회 주사만 가능하지만, 본 발명의 저장기(11)의 기체 충전은 5회 또는 10회의 주사 동안에도 충분하다. 주사 후, 적어도 통부(10)의 하부에 부착된 폐기부는 폐기되는 것이 일반적이다. 그러나, 어떤 상황에서는 노즐을 하부 통부(24)로부터 풀러서 새로운 주사 전에 장착된 새 캡슐(28)을 사용할 수 있다. 저장기가 여러 회의 주사에 충분한 기체를 함유하여야 한다면 저장기의 하단이 주사기가 분사된 직후 버튼(21)의 이완시에 다시 폐쇄되도록 플런져(16)는 위쪽으로 스프링이 적재되는 것이 바람직하다.
제 4도는 상부 통부(10)가 개방된 상단을 가지며 하부 통부(24)의 상단에 나사 결합된 커플링(45)에 그 하단에서 고정되어 있는 변형예를 나타낸 것이다. 커플링은 헬륨과 같은 가압된 기체를 함유하는 통부(10)에 느슨하게 수납된 금속구(48) 상의 목부(47)를 소켓 내에 수납하여 접합하는 O형 고리(46)가 있는 소켓을 가진다. 커플링(45)의 하부 벽에는 챔버(25) 내로 열려 있는 유로(50)가 통과하는 직립 돌출부(49)가 있다. 통부(10)의 반대 면에 아래로 뻗어 있는 한쌍의 아암(51)은 이들의 하단에 이웃한 (52)에서 통부(10)에 대하여 회전하고, 이들의 상단에 이웃한 (53)에서 금속구(48)의 상단을 걸합하기 위해 배열된 캠 코(55)가 있는 레버(54)에 대하여 회전한다. 금속구의 목부(47)는 금속구(48)를 소켓(45) 내로 더 밀어넣기 위해 제 4도에 보이는 바와 같이 레버(54)가 시계 방향으로 회전할 때 속이 빈 돌출부(49)에 의해 목부 내로 내부 압력시 개방되는 스프링이 적재된 밸브를 포함한다.
챔버(25) 아래 부분은 제 4도에서는 개략적으로 나타내었을 뿐이나, 제 1도 내지 제 3도에 나타낸 바와 같이, 소음 장치와 호일 덮개 등의 모든 특징을 포함한다. 작동은 챔버(25)가 주사를 위해 가압되었을 때 레버(54)가 작동하여 금속구(48)에서 챔버(25) 내로 기체를 방출하는 제 1예와 유사하다. 이 경우, 일부 또는 전체를 주사 후에 매번 폐기할수 있다.
처음 2 개의 실시예에서, 기체 공급물에서 박테리아와 외부 유입물을 여과하여 제거하는 반투과성 막은 그 가장자리에서 통부(24), 예를들면 나사결합에 의해 연결되고, 통부(24)의 내부, 캡슐(28)의 상부를 가로질러 연장되는 통부(24)의 두부분 사이에 고정된다.
제 1도는 제 1 실시예의 변형이고, 나타내지는 않았지만 제 1 실시예에서와같이 스페이서 소음 장치와 호일을 설치할수 있다. 근본적인 차이점은 통부(24)가 더 길고 O형 고리(57)에 의해 통부(24) 내벽에 접합된 피스톤(56)이 있다는 것이다. 이 피스톤은 환형의 쇼울더(58)와 결합하여 통부(24)에 고정된다.
이 경우에 챔버는 2 내지 4 바아의 과대기압, 그러나 가능하다면 10 바아 정도에서 헬륨 등의 기체로 미리 충전될 수 있다.
사용시 버튼(21)을 압박하여 피스톤(56)을 통부(24) 내에 하부로 단거리를 밀어 넣고, 이후에 저장기(11)에서 방출된 기체는 피스톤과 캡슐(28) 사이의 압력이 캡슐 격막을 파열하는데 충분할 때까지 챔버(25) 내에서 피스톤을 두드리게 한다. 이 실시예에서 통부(24)는 피스톤(56)과 함께 폐기하기 위해 통부(10)로부터 분리할수 있다.
제 6도와 제 7도에 나타낸 주사기는, 피스톤(56)의 모양이 약간 다르고, 챔버(25)가 과대기압 하에서 기체로 미리 충전될수 있는 포핏 밸브(59)가 있다는 것을 제외하고, 제 5도에 기재한 주사기와 유사한 폐기부를 가진다. 이 경우에 상부 통부(10)는 포핏 밸브(59) 주위에 피스톤(56)을 결합하기 위해 배열된 환형 연장 말단(61)을 가지는 슬라이딩 플런져(60)를 포함한다. 플런져(60)는 먼저 통부(10) 상단의 측면으로 미끄러져 들어갈수 있는 열쇠구멍판(63)에 의해 평행하는 한쌍의 나선형으로 감긴 압축 스프링(62)의 작용에 대하여 수축되고, 플런져의 상단에서 확장부(65) 내에 나사 결합하여 효과적으로 플런져를 연장하는 스템(64)의 상단에서 상보적인 환형 홈을 맞물리게 한다. 스프링(62)은 확장부(65)와 통부 내의 삽입물(66) 상의 쇼울더 사이에서 작용한다. 열쇠구멍판(63)은 핑거 레버(67)에 의해측면으로 움직일수 있다.
먼저, 플런져(60)를 뒤로 끌어서 당겨지게 하면서, 챔버(25) 상단의 피스톤(56)으로 주사기 하단의 스페이서가 상기한 바와 같이 환자의 피부를 덮게 한다. 레버(67)의 하강은 스템(64)과 플런져(60)를 이완하여 챔버(25) 내의 압력이 캡슐(28)의 격막을 파열하기에 충분할 때까지 피스톤(56)을 앞쪽으로 움직인다.
각각의 실시예에 있어서, 노즐(26)을 통과하는 경로와 스페이서 측판(38)의 구조는 중요하며, 다음은 명목상 마하 2 속도 노즐을 위한 일반적 구조이다. 상부 선단 테이퍼형 부위(35)의 길이는 10 ㎜이고, 직경 6 ㎜에서 슬로트(36)의 직경 1.5 ㎜까지 좁아진다. 말단 확대형 부위(37)의 길이는 50 ㎜이고, 슬로트(36)에서 하류측에 노즐의 배출구 말단까지 5 ㎜ 증분의 직경은 각각 1.74, 1.95, 2.03, 2.10, 2.16, 2.19, 2.20, 2.21, 2.22 및 2.23㎜이다. 스페이서 측판(38)은 축길이가 30㎜이고, 상부 직경 12 ㎜에서 30 ㎜까지 분기한다.
제 5도 내지 제 7도에 나타낸 실시예는 2 내지 4 바아의 초기 압력까지 챔버(25)를 간헐적으로 펌프할수 있는 헬륨 등의 공급원에 연결된 유입구를 통부(24)의 벽에 제공하여 실험실용으로 변형된 것이다. 이 경우, 저부는 폐기되거나, 미리 조립될 필요가 없다. 따라서, 통부(10)는 단단한 구조를 이루어 위치가 고착된다. 미립자 물질은 통부(10)와 노즐 (26) 사이의 접합 유니트(28)의 격막(33, 34) 사이에 제공된다. 그러나, 실험실에서는 피스톤(56)을 통부(10)의 첨부에 장치하고 유입구에 의해 실린더 내의 압력을 상승시키기 전에 미립자 물질을 통부(10)의 첨부를 통해서 투여하는 단일막으로 충분하다. 다음으로, 압력 기체를이용하여 피스톤(56)을 가압한다.

Claims (70)

  1. 긴 관(管) 모양의 노즐, 노즐의 상부 말단에 이웃한 노즐을 통과하는 유로를 먼저 폐쇄하는 파열막, 막에 인접하여 위치하는 입자 및, 막을 파열하여 노즐을 통해서 입자들이 내재된 초음속 기체를 방출하는데 충분한 기체 압력을 막의 상부쪽에 적용하는 압력기로 이루어지고, 여기서, 입자들은 노즐의 내부를 가로질러 확장하는 두개의 파열 격막 사이에 위치된 분말화된 약제인 무침 주사기.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 압력기가 막의 챔버 상부와 챔버 내 기체압의 조절된 보충을 위한 장치로 이루어지는 것인 무침 주사기.
  3. 제 2항에 있어서, 상기한 챔버 내의 압력을 보충하는 장치가 유출 밸브에 의해 챔버에 연결된 압축 기체원으로 이루어지는 것인 무침 주사기.
  4. 제 3항에 있어서, 일체 완비되어 있고 휴대용이며 압축 기체의 자체 저장기를 포함하는 것인 무침 주사기.
  5. 제 2항 내지 제 4항중 어느 하나의 항에 있어서, 챔버의 상부 말단이 멸균 배리어에 의해 폐쇄되는 것인 무침 주사기.
  6. 제 5항에 있어서, 멸균 배리어가 기체는 통과시키지만 박테리아는 통과할 수 없는 반투과성 막인 것인 무침 주사기.
  7. 제 6항에 있어서, 챔버는 실린더 모양이고 멸균 배리어는 피스톤이며, 실린더형 챔버 내에 가스를 압축하기 위하여 피스톤을 전진시키는 장치가 있는 것인 무침 주사기.
  8. 제 7항에 있어서, 피스톤을 전진시키는 장치가 피스톤 상부 말단에 적용된 압축 기체의 공급원인 것인 무침 주사기.
  9. 제 8항에 있어서, 일체 완비되어 있고, 휴대용이며, 압축 기체의 자체 저장기와 기체 압력에 피스톤을 노출시키기 위해 수동으로 열 수 있는 밸브를 포함하는 것인 무침 주사기.
  10. 제 7항에 있어서, 피스톤을 전진시키는 장치가 피스톤을 전진시키기 위하여 압축된 후, 수동으로 풀리도록 배열된 스프링으로 이루어지는 것인 무침 주사기.
  11. 제 7항에 있어서, 피스톤이 전진하기 전에 챔버 내의 기체가 먼저 과대기압에 있는 것인 무침 주사기.
  12. 제 7항에 있어서, 피스톤의 선단이 볼록한 것인 무침 주사기.
  13. 제 1항 내지 제 4항중 어느 하나의 항에 있어서, 압력기는 압축된 가스를 내재하고 주사기에서 돌출부와 함께 작동하는 스프링 장착된 밸브에 의해 막혀있는 출구를 갖는 벌브로 이루어지고, 벌브가 돌출부를 향하여 진전할 수 있도록 배열되고, 여기서 돌출부는 밸브를 오픈하고 벌브로부터 가스가 흐르는 것을 허용하는 것인 무침 주사기.
  14. 제 1항 내지 제 4항중 어느 하나의 항에 있어서, 막을 파열하기 위하여 막의 상부쪽에 적용되는 기체가 공기보다 가벼운 것인 무침 주사기.
  15. 제 1항 내지 제 4항중 어느 하나의 항에 있어서, 이웃한 격막들 사이에 상이한 종류의 입자들을 위한 별도 공간을 제공하는 3 이상의 파열가능한 격막이 있는 무침 주사기.
  16. 제 1항 내지 제 4항중 어느 하나의 항에 있어서, 파열가능한 막은 파열가능한 격막에 의해 제공되는 것인 무침 주사기.
  17. 제 1항 내지 제 4항중 어느 하나의 항에 있어서, 파열가능한 격막들이 그 가장자리가 함께 밀봉되어 입자들을 함유하는 작은 주머니 또는 캡슐을 이루는 것인무침 주사기.
  18. 제 1항 내지 제 4항중 어느 하나의 항에 있어서, 2개의 파열가능한 격막 중 1 이상이 다른 것으로부터 떨어져서 오목하여 대부분의 입자가 격막 가장자리에서 방사상으로 안쪽으로 위치하기에 충분한 간격을 제공하는 것인 무침 주사기.
  19. 제 1항 내지 제 4항중 어느 하나의 항에 있어서, 막의 하부, 노즐의 내부가 실질적인 대기압에서 공기 보다 가벼운 기체를 함유하고, 이 가벼운 기체는 노즐의 하부 말단에서 용이하게 제거할 수 있는 봉인에 의해 억제되어 있는 것인 무침 주사기.
  20. 제 19항에 있어서, 상기 봉인이 제거가능한 플러그 또는 마개인 것인 무침 주사기.
  21. 제 19항에 있어서, 상기 봉인이 박리가능한 호일인 것인 무침 주사기.
  22. 제 19항에 있어서, 노즐 내에 함유된 기체는 헬륨인 무침 주사기.
  23. 제 1항 내지 제 4항중 어느 하나의 항에 있어서, 노즐이 막의 선단 테이퍼형/말단 확대형 또는 선단 테이퍼형/원통형 하류인 것인 무침 주사기.
  24. 제 1항 내지 제 4항중 어느 하나의 항에 있어서, 스페이서가 노즐의 하부 말단에 설치되어 목표로부터 노즐의 실재 공간을 제공하는 것인 무침 주사기.
  25. 제 24항에 있어서, 공간은 35 ㎜ 이하인 것인 무침 주사기.
  26. 제 25항에 있어서, 공간은 5 내지 15㎜의 범위내에 있는 무침 주사기.
  27. 제 24항에 있어서, 스페이서가 충분히 크게 형성된 관 모양의 측판이어서 노즐 배출구에서 나오는 기체를 포함하는 입자의 분출이 사용시에 측판의 하부 말단과의 위치에서 배출구 영역을 5 배 이상 횡단면까지 확장하는 것을 억제하지 않는 것인 무침 주사기.
  28. 제 24항에 있어서, 스페이서가 구멍이 없는 관 모양의 측판이고, 소음 장치는 관 모양 노즐을 에워싼 통 내의 고리 모양 공간 내에 위치하여 스페이서 측판을 통해서 목표로부터 재반사되는 충격파를 흡수하는 것인 무침 주사기.
  29. 제 2항 내지 제 4항중 어느 하나의 항에 있어서, 적어도 멸균 노즐, 막, 입자로 이루어진 폐기가능한 하부 부분과; 적어도 압력기 일부로 이루어진 상부 부분으로 용이하게 분리되는 무침 주사기.
  30. 제 29항에 있어서, 챔버의 상부 말단 가까이에 멸균 배리어가 추가되어 있고, 상기 폐기 가능한 부분은 챔버와 멸균 베리어를 포함하는 것인 무침 주사기.
  31. 제 1항 내지 제 4항중 어느 하나의 항에 있어서, 작용시 200 내지 2,500 m/초의 속도로 노즐을 통해서 입자를 주입하고, 상기 입자는 대개 0.1 내지 250 ㎛의 크기와 0.1 내지 25 g/㎤의 밀도를 갖는 무침 주사기.
  32. 제 31항에 있어서, 속도는 500 내지 1500m/초의 범위인 무침 주사기.
  33. 제 32항에 있어서, 속도는 750 내지 1000m/초의 범위인 무침 주사기.
  34. 제 31항에 있어서, 입자의 크기는 1 내지 50㎛의 범위인 무침 주사기.
  35. 제 34항에 있어서, 입자의 크기는 적어도 10㎛인 무침 주사기.
  36. 제 35항에 있어서, 입자의 크기는 10 내지 20㎛의 범위인 무침 주사기.
  37. 제 31항에 있어서, 입자의 밀도는 0.5 내지 2.0g/㎤의 범위인 무침 주사기.
  38. 제 29항에 따른 주사기의 폐기가능한 하부를 포함하는 멸균 패키지.
  39. 격막 가장자리 주위에서 직접 또는 간접적으로 서로 접합되어 있고 경피 주사용 분말 형태 입자를 함유하는 2개의 적막으로 이루어진, 제 1항 내지 제 4항 중 어느 하나의 항에 따른 주사기용 또는 이 주사기의 봉인된 유니트를 포함하는 치료용 제품.
  40. 제 39항에 있어서, 접합된 파열가능한 주머니 또는 캡슐 형태인 제품.
  41. 제 40항에 있어서, 상기 주머니는 함께 주사되는 분말 형태의 상이한 치료제를 함유하는 2 이상의 격실을 제공하는 3 이상의 격막으로 이루어지는 것인 제품.
  42. 제 36항에 있어서, 분말 형태의 치료제가 습식 혼합되었을 때 불안정한 약제의 안정한 혼합물인 것인 제품.
  43. 제 39항에 있어서, 치료제가 인슐린인 것인 제품.
  44. 제 39항에 있어서, 입자들이 주로 0.1 내지 250 ㎛의 크기를 가지는 것인 제품.
  45. 제 44항에 있어서, 크기 범위가 1 내지 50 ㎛인 것인 제품.
  46. 제 45항에 있어서, 크기가 적어도 10㎛인 것인 제품.
  47. 제 46항에 있어서, 크기 범위가 10 내지 20㎛인 것인 제품.
  48. 관형 노즐, 분말 입자와 활성화 상태에서 노즐을 통해 적어도 200 내지 2,500 m/sec의 속도로 상기 입자를 공급하는 활성 수단과 상기 입자가 대부분 10 내지 250 ㎛의 크기와 0.1 내지 25 g/㎤의 밀도를 가지는 무침 주사기.
  49. 제 48항에 있어서, 상기 입자가 불활성 담체 또는 희석제를 부피비로 소량 함유하거나 함유하지 않는 주사기.
  50. 제 48항 또는 제 49항에 있어서, 속도 범위가 500 내지 1,500 m/초인 것인 주사기.
  51. 제 50항에 있어서, 속도 범위가 750 내지 1,000 m/초인 것인 주사기.
  52. 제 48항에 있어서, 크기 범위는 1 내지 50 ㎛인 것인 주사기.
  53. 제 52항에 있어서, 크기 범위는 적어도 10㎛인 것인 주사기.
  54. 제 52항에 있어서, 크기범위는 10 내지 20 ㎛인 것인 주사기.
  55. 제 48항에 있어서, 밀도 범위는 0.5 내지 2.0 g/㎤인 것인 주사기.
  56. 제 48항에 있어서, 상기 입자는 제 42항 또는 제 43항에 기재된 약제인 것인 주사기.
  57. 노즐, 분말 입자와 활성화 상태에서 2 내지 10kg/sec/m의 운동량 밀도를 갖는 입자를 제공하는 활성 수단으로 이루어진 무침 주사기.
  58. 제 57항에 있어서, 운동량 밀도가 4 내기 7kg/sec/m인 것인 주사기.
  59. 사용시 압력하에 가스원을 포함하는 상부 배럴부를 갖는 긴 몸체와 짧은 상부의 상단 테이퍼형 부위와 긴 하부의 원통부 또는 말단 확대형 부위를 포함하는 유로를 갖는 하부 된 모양의 노즐(상기 배럴부와 노즐부는 말단과 말단이 분리할 수 있게 함께 연결되어 있고, 입자를 포함하는 캡슐과 함께 연결되는 경우 이들 사이에 위치되도륵 배열된다); 노즐 유로를 통해 입자가 내재된 초음속 가스 흐름을 만들기 위해 가스를 갑자기 방출하기 위한 수단; 및 환자의 조직으로부터 노즐의말단이 떨어져 있도록 하고, 노즐부와 주위 보호판 사이의 환상 공간에 환자의 조직으로부터 사용시 재반사되는 충격파에서 에너지를 발산시키기 위한 소음 장치를 제공하기 위하여 노즐부의 하부 말단을 둘러싸고 팽창하는 보호판으로 이루어진 무침 주사기.
  60. 제 59항에 있어서, 갑자기 가스를 방출하기 위한 수단이 노즐의 상부 말단에 인접해 있고 충분한 가스압이 막에 적용될 때 파열하는 파열막을 포함하는 것인 주사기.
  61. 제 59항 또는 제 60항에 있어서, 가스원이, 배럴부에서 돌출부와 함께 작동하는 스프링이 장착된 밸브에 의해 막힌 출구를 갖는 압축가스의 벌브이고, 이러한 배치로 벌브를 배럴 아래로 밀면 돌출부가 밸브를 개방시켜 방출 가스가 벌브로부터 흐르도록 하는 것인 주사기.
  62. 제 48항, 제 57 또는 제 59항에 있어서 , 활성시에 어떤 속도로, 어떤 크기와 밀도를 갖는 입자를 운반하여 입자가 100 내지 500㎛의 경피 투여를 달성되게 하는 주사기.
  63. 압축 가스의 저장기, 목의 하부에 분기부를 갖는 노즐, 크기가 10미크론 이상이고 밀도가 0.5 내지 2.0g/㎤인 분말화된 입자, 및 가스를 방출시켜 노즐을 통해 입자가 내재된 가스 흐름을 제공하여 입자가 200m/초의 속도로 운반되게 하기 위한 활동 수단으로 이루어진 무침 주사기.
  64. 제 63항에 있어서, 분말화된 입자는 초기에 입자를 가스 흐름에 연행시키기 위해 노출되도록 방출된 가스에 의해 갈라져 있는 밀봉된 캡슐 내에 포함되어 있는 주사기.
  65. 제 63항 또는 제 64항에 있어서, 노즐이 목의 하부에 상단 테이퍼 부위를 갖는 주사기.
  66. 제 63항 또는 제 64항에 있어서, 목표물로부터 노즐의 말단에 간격을 주기 위해 노즐의 하부 말단 주위에서 팽창하는 보호판으로 이루어진 주사기.
  67. 제 66항에 있어서, 목표물로부터 재반사되는 가스에서 에너지를 퍼뜨리기 위한 소음 장치를 노즐과 주위 보호판 사이의 환상 공간에 제공하는 것인 주사기.
  68. 제 63항 또는 제 64항에 있어서, 상기 가스는 헬륨인 주사기.
  69. 제 1 내지 제 3항, 제 48항, 제 49항, 제 57항, 제 58항, 제 59항, 제 60항 또는 제 63항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 입자는 분말 형태의 약제인 주사기.
  70. 제 49항 내지 제 47항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 입자는 분말 형태의 약제인 주사기.
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